超导在科学技术中的应用

超导性被称为一种量子现象，它包括这样一个事实：当某些材料的温度达到某个临界值时，它开始表现出零电阻。

今天，科学家们已经知道了数百种能够以这种方式表现的元素、合金和陶瓷。进入超导状态的导体开始显示所谓的 迈斯纳效应，当来自其体积的磁场完全向外移动时，这当然与在假设的理想情况下（即零电阻）条件下与普通传导相关的效应的经典描述相矛盾。

1986年至1993年期间，发现了一批高温超导体，即不再在液氦沸点（4.2K）这样低的温度下，而是在沸点达到超导状态的高温超导体。液氮点 ( 77 K) — 高 18 倍，在实验室条件下可以比使用氦气更容易和更便宜地实现。

增加对实际应用的兴趣 超导 始于 1950 年代，当时具有高电流密度和磁感应强度的 II 型超导体闪亮地出现在地平线上。然后它们开始获得越来越实际的重要性。

电磁感应定律告诉我们，电流周围总有 磁场...而且由于超导体在没有电阻的情况下传导电流，因此只需将此类材料保持在适当的温度下就足够了，从而获得用于制造理想电磁铁的零件。

例如，在医学诊断中，磁共振成像技术涉及在断层扫描仪中使用强大的超导电磁体。没有它们，医生将无法在不借助手术刀的情况下获得如此令人印象深刻的人体内部组织高分辨率图像。

超导合金，如铌钛和铌锡金属间化合物已变得非常重要，从技术上很容易获得稳定的细超导丝和绞线。

科学家们早就创造了具有高冷却能力（在液氦温度水平）的液化器和冰箱，正是他们为苏联超导技术的发展做出了贡献。即便如此，在 80 年代，仍建造了大型电磁系统。

世界上第一个实验设施 T-7 启动，旨在研究引发聚变反应的可能性，其中需要超导线圈来产生环形磁场。在大型粒子加速器中，超导线圈也用于液氢气泡室。

开发和创造了涡轮发电机（上世纪80年代，在超导体的基础上创造了超大功率涡轮发电机KGT-20和KGT-1000）、电动机、电缆、磁选机、运输系统等。

流量计、液位计、气压计、温度计——超导体非常适合所有这些精密仪器。超导体工业应用的主要领域仍然是两个：磁系统和电机。

由于超导体不通过磁通量，这意味着这种类型的产品屏蔽了磁辐射。超导体的这种特性用于精密微波设备，以及防止核爆炸等危险破坏因素（如强大的电磁辐射）。

因此，对于在粒子加速器和聚变反应堆等研究设备中制造磁体，低温超导体仍然不可或缺。

如今在日本广泛使用的磁悬浮列车现在可以以 600 公里/小时的速度行驶，并且早已证明了其可行性和效率。

超导体中没有电阻使得电能传输过程更加经济。例如，一条铺设在地下的超导细电缆原则上可以传输需要一束粗电线（笨重的线路）才能以传统方式传输的电力。

目前，只有与通过系统连续泵送氮气的​​需要相关的成本和维护问题仍然相关。然而，2008年，美国超导公司在纽约成功推出了第一条商用超导输电线路。

此外，还有工业电池技术可以让今天以连续循环电流的形式积累和储存（积累）能量。

通过将超导体与半导体相结合，科学家们正在创造超快量子计算机，为世界引入新一代计算技术。

处于超导状态的物质的转变温度对磁场大小的依赖性现象是受控电阻器 - 低温管的基础。

当然，目前我们可以谈论在获得高温超导体方面取得的重大进展。

例如，金属陶瓷组合物 YBa2Cu3Ox 在高于氮气液化温度的温度下进入超导状态！

然而，这些解决方案大多是由于获得的样品易碎且不稳定；因此，上述铌合金在技术上仍然具有相关性。

超导体使制造光子探测器成为可能。其中一些使用安德列夫反射，另一些使用约瑟夫森效应，临界电流存在的事实等。

探测器已经建成，可以记录红外范围内的单个光子，与基于其他记录原理（例如光电倍增器等）的探测器相比，它显示出许多优势。

可以基于超导体中的涡流创建存储单元。一些磁孤子已经以类似的方式使用。二维和三维磁孤子类似于液体中的涡流，其中流线的作用由磁畴对齐线发挥。

鱿鱼是微型环基超导体设备，其工作基于磁通量和电压变化之间的关系。这种微型设备可用于能够测量地球磁场的高灵敏度磁力计，以及用于获取扫描器官磁力图的医疗设备。